Drahtlose Schwingungs- und Temperaturüberwachung mit Wi-Care

Verhinderung eines katastrophalen Ausfalls des Planetengetriebes einer Zementmühle

Einführung

Im Idealfall kann die Produktionszeit maximiert werden, wenn rund um die Uhr die jeweils erforderlichen Fachleute in der Anlage vor Ort sind. Das Ziel, Spezialisten greifbar zu haben, verfolgt I-care mit seiner Lösung zur Zustandsüberwachungs-Ferndiagnose. Das drahtlose Wi-care-System zur Zustandsüberwachung erlaubt Echtzeitanalysen von bestimmten Maschinen online, um eventuelle Ausfälle vorherzusagen. Mit Hilfe des Systems werden vor Ort Messdaten erhoben, die zertifizierte Experten extern auswerten. Diese erstellen rund um die Uhr aussagekräftige und verständliche Handlungsempfehlungen. Mit dieser Strategie drahtloser Messtechnik und optimierter Fernauswertung sind Kosteneinsparungen gegenüber bekannten Instandhaltungsstrategien möglich. Gleichzeitig wird eine äußerst anpassungs- und leistungsfähige Lösung zur Fehlerbehebung und Anlagenüberwachung geboten.

Folgendes Fallbeispiel steht für eine typische Anwendung der Ferndiagnose bei einem Getriebeschaden. Das System arbeitet sowohl für den Kunden als auch für den Auswertungsspezialisten effektiv:

  • Auf Kundenseite: Quasi kontinuierliche Überwachung der kritischen Anlagen bei geringem Investitionsaufwand und niedrigeren Kosten als konventionelle Zustandsüberwachung
  • Auf Seite des Auswertungsspezialisten: Historische Verlaufsdaten und weiterhin aktuelle Daten nach Instandsetzungsmaßnahmen stehen ohne Reisetätigkeiten oder zusätzliche Messungen zur Verfügung

Die Instandhaltungswelt erschließt somit die Möglichkeiten der Drahtlostechnologie.



Überblick über die Anlage

4 integrierte Überwachungseinheiten des drahtlosen Condition Monitoring Systems Wi-care, davon 1 mit Inkrementaldrehgeber
Wi-care-Überwachungseinheiten an einer Kugelmühle

Der Produktionsstandort ist ein Zementwerk, das nahe an der Auslastungsgrenze betrieben wird. Es besteht seit vielen Jahren in Westeuropa. Die Anlage ist eine sehr große Kugelmühle; diese besteht aus einem Getriebe und einem elektrischen Antrieb mit 1 MW. Nachdem der Betreiber ein erhöhtes Schwingungsniveau vermutete, beauftragte er I-care mit kurzfristigen, aber umfassenden Schwingungsuntersuchungen der Anlage. I-care entschied, das drahtlose Wi-care einzusetzen und die Daten per Ferndiagnose auszuwerten.

Untersuchungsergebnis mit Abgleich des Frequenzspektrum: Getriebefrequenzen

Das Frequenzspektrum zeigt ausgeprägte Peaks.
Frequenzspektrum (Effektivwert)

Das Wi-care-System ließ sich durch die Magnet­halterung innerhalb weniger Minuten an Getriebe und Elektromotor befestigen. Die üblichen Schwingungsrichtungen (axial, vertikal und horizontal) werden so erfasst. Im obigen Bild ist die Wi-care-Überwachungseinheit rechts mit einem integrierten zusätzlichen Phasenmessgeber ausgestattet.


Das von Wi-care ermittelte Frequenzspektrum in vertikaler Richtung. Als Einheit dienen Geschwindigkeiten. Die dominierende Frequenz liegt bei 373,9 Hz und ihren Oberschwingungen. 

 

Eine nähere Betrachtung der 373,9 Hz ergibt eine Modulationsfrequenz von etwa 5 Hz. Die Amplitude liegt bei fast 4 mm/s im quadratischen Mittel.

 

Die berechnete Zahneingriffsfrequenz liegt bei 373,71 Hz und deckt sich damit mit der messtechnisch ermittelten Frequenz von 373,9 Hz. Die Modulationsfrequenz von 5 Hz lässt auf ein beschädigtes Hohlrad (rechnerisch 5,01 Hz) schließen. Die gemessene Amplitude verdoppelte sich innerhalb weniger Tage. Der Betreiber entschied sich auf Basis von Empfehlungen durch die ausgewerteten Wi-care-Messungen zur Überprüfung des Getriebes. Als Grundursache des Getriebeschades wird übermäßiges Spiel durch Risse im Getriebegehäuse verantwortlich gemacht.

 

 

Return on Investment (RoI) und Zeitschiene

Kosten

Lieferzeit für Ersatz-Hohlrad 3 Monate
Reparaturkosten Hohlrad  300.000 €
Lieferzeit durch Austauschgetriebe > 6 Monate
Kosten durch Austauschgetriebe 1.000.000 €

 

Investition

Wi-care-System mit Montage, zeitnaher Überwachung,

fachkundiger Einschätzung und Bericht

< 10.000 €

Mit Hilfe der mit Wi-care durchgeführten Messungen konnten gezielte Instandsetzungsmaßnahmen geplant und erfolgreich realisiert werden. Folgeschäden wurden vermieden und mehrmonatiger Produktionsausfall wurde verhindert.